Anordningar för att lokalisera fel på luftledningar

I elektriska nätverk är anordningar för att bestämma felplatserna utbredda, främst på luftledningar spänning på 10 kV och mer, baserat på mätning av parametrar för nödläge. Dessa enheter kan delas in i två huvudgrupper, utformade för att lokalisera skador i händelse av kortslutning och jordning.

Fastställande av felplatser vid kortslutning

Att fastställa platsen för en kortslutning på ledningarna är särskilt viktigt, eftersom avbrottet av ledningen vid permanent skada är förknippat med underförsörjning av el och materiella skador på konsumenterna. I dessa fall har ett påskyndat skadeståndssökande stor ekonomisk effekt.

Enheter för att påskynda sökningen och bestämma platsen för kortslutningar enligt funktionsprincipen, den kan delas in i två undergrupper:

1) fixeringsanordningar för att bestämma avståndet till skadeplatsen, automatisk mätning och fixering av relevanta elektriska storheter under nöddrift;

2) enheter för att fastställa skadade sektioner av ledningar (nätverkssensorer, kortslutningsindikatorer, automatisk övervakning och fixering av förändringar i elektriska värden under nöddrift).

Olika typer av fixeringsanordningar har utvecklats, av vilka ett antal är i framgångsrik drift. I distributionsnät på landsbygden med en spänning på 10 kV används enheter av FIP-typ (FIP-1, FIP-2, FIP-F), LIFP, etc. Enheten av FMK-10-typ används också flitigt.

Med tanke på att fixeringsanordningarna ger automatisk mätning och fixering av elektriska storheter under en kortslutning måste de uppfylla vissa krav, särskilt följande: mätningen måste slutföras innan de skadade delarna av ledningen kopplas bort från reläskyddet, det vill säga, inom ca 0,1 s måste anordningen bibehålla värdet på den fasta elmängden under en tid som är tillräcklig för ankomsten till transformatorstationen (utan permanent tjänstgöring) för det operativa fältteamet, d.v.s. inte mindre än 4 timmar, automatisk selektiv start av enheterna bör tillhandahållas, så att det observerade värdet är fixerat endast vid nödstopp av linjerna, bör enheten ge en viss mätnoggrannhet (vanligtvis bör det relativa mätfelet inte överstiga 5 %) osv.

Ett av de enklaste alternativen för att fixera enheter — en kortslutningsströmmätare... Dessutom, för att bestämma avståndet till kortslutningsplatsen, kan du lösa problemet, motsatsen till vad som beaktas vid beräkning av strömmen av kortslutning, och de kända värdena för ström och spänning av kortslutningsmotstånd till kortslutningspunkten måste bestämmas noggrant. Genom att känna till detta motstånd är det inte svårt att, med kända nätverksparametrar, hitta avståndet till kortslutningspunkten.

De vanligaste är fixeringsanordningar med så kallat elektriskt minne... De bygger på användning av en lagringskondensator. Vidare, under en kortslutningsprocess, laddas lagringskondensatorn snabbt till en spänning som är proportionell mot värdet av den detekterade kortslutningsströmmen (eller motsvarande spänning). Sedan, i nästa steg, kopplas läsaren till lagringskondensatorn som styr långtidsminneselementet. På detta sätt säkerställs ovanstående krav för snabb mätning innan ledningen stängs av under inverkan av reläskydd och förmågan att bibehålla ett fast värde under lång tid.

Enligt denna princip utvecklades ovanstående enheter av FIP-typ, som fann tillämpning i 10 kV-nät på landsbygden.

För att underlätta den praktiska användningen av enheter som är fast kortslutningsström, så att det inte är nödvändigt att utföra beräkningar varje gång vid nödsituationer, jämviktsströmkurvor.Samtidigt beräknas kortslutningsströmmarna i förväg för ett tillräckligt stort antal punkter på varje utgångsledning och enligt beräkningsresultaten tillförs en ekvivalent ström till ledningskretsen. kurvor för huvuddelen av linjen och grenar med lika värden på kortslutningsströmmar. Efter att enheten fixat ett visst kortslutningsströmvärde, enligt linjediagrammet med dagjämningsströmkurvor, bestämmer den direkt felsökningsområdet.

De enklaste enheterna av FIP-typ registrerar dock kortslutningsströmmen har ett antal nackdelar, inklusive följande: att bestämma avståndet till kortslutningspunkten, ytterligare beräkningar eller preliminär konstruktion av lika strömkurvor, noggrannheten mätningen (instrumentfel) påverkas av kontaktresistansen vid felplatsen (främst ljusbågsresistansen), nätverkets spänningsnivå, värdet på belastningsströmmen (enheten mäter faktiskt den totala belastningen och kortslutningsström), etc. .

Spännohmmetrar är mer perfekta, speciellt de som mäter reaktans. Vid mätning av resistans, det vill säga förhållandet mellan spänning och ström, är det möjligt att avsevärt minska effekten av ändrade spänningsnivåer på mätningens noggrannhet. Mätningen av reaktans minskar också effekten av bågmotstånd vid en kortslutningspunkt, som mestadels är aktiv, och möjliggör komplettering av en instrumenterad skala i kilometer. Om enheterna dessutom mäter belastningsströmmen före kortslutningsläget, blir det möjligt att ta hänsyn till och följaktligen minska påverkan av belastningsströmmen.

En ohmmeter, till skillnad från klämamperemetrar och voltmetrar, mäter inte en utan två kvantiteter (ström och spänning) som matas till dess ingång. För att minska lastens shunteffekt kan den mätas separat lastström före uppkomsten av en kortslutning. Alla dessa värden är fixerade (kom ihåg) enligt principen som diskuterats ovan (i detta fall förkonverteras strömmarna till spänningar som är proportionella mot dem), och sedan, med hjälp av speciella kretsar (konverteringsblock), omvandlas de till signaler proportionell mot motståndet (totalt, reaktivt, med hänsyn till strömmen från föregående belastning) etc.). Med tanke på att ledningarnas reaktiva (induktiva) motstånd beror lite på tvärsnittsarean för de använda ledningarna, graderas skalorna för dessa enheter i kilometer. Sådana enheter inkluderar fixering av ohmmetrar som FMK-10, FIS, etc.

Enheter för att upptäcka skadade luftledningar

Med hjälp av sådana enheter kan du bestämma riktningen för sökning efter kortslutningspunkter på luftledningar med en spänning på 10 — 35 kV. Enheterna är som regel installerade i linjegrenen - på det första stödet efter anslutningspunkten. De registrerar förekomsten av en kortslutning när den inträffar på en gren eller sektion av huvudledningen för installationspunkten för enheten. När de söker efter en kortslutning på den brutna linjen får de information från dessa enheter om närvaron (enheten utlöses) eller frånvaron (fungerar inte) av en kortslutning bakom installationsplatsen.I elektriska nätverk är indikatorer för skadade områden av UPU-1-typ och mer avancerade och pålitliga kortslutningsindikatorer av UKZ-typ utbredd.

Indikatorn fixar förekomsten av en kortslutning vid användning av en magnetisk (induktion) strömsensor installerad i området för ledningar, men utan direkt anslutning till dem. En indikator ger information om alla typer av fas-fas kortslutningar.

Indikatorn av UKZ-typ är gjord i form av en exekutiv enhet som innehåller, förutom den magnetiska sensorn, en elektronisk styrkrets och en magnetisk indikator.

Om en kortslutning uppstår bakom installationsplatsen Den utlöses av kortslutningsströmmen, som ett resultat av vilken indikatorflaggan vänder sig till observatören med en sida målad i ljust orange färg och förblir i detta läge om linjen avbryts av skyddet.

Efter aktivering av linjen (vid framgångsrik automatisk stängning eller efter att felet har åtgärdats), återgår indikatorflaggan automatiskt till sin ursprungliga position. Flaggans återkomst beror på det kapacitiva valet av nätspänningen med hjälp av antennomvandlaren.

Installationen av skyltar gör det möjligt för servicepersonal om linjen är skadad, att förbigå förgreningspunkterna och efter att ha fastställt ett skadat område, förbigå för att bara hitta det kortslutna skadade området, inte hela linjen. Det rekommenderas att ställa in pekare både i frånvaro och i närvaro av fixeringsanordningar för att bestämma avståndet till kortslutningspunkten.I det andra fallet är pekare accelererad sökning på grund av det faktum att på grund av förgrening av landsbygdslinjer 10 kV-avläsningar fixeringsanordningar bestämmer inte en, men som regel flera kortslutningspunkter (på stammen och olika grenar).

Enheter för att bestämma platsen för en enfas kortslutning till jord

Enfas jordfel är den vanligaste typen av fel. I lantliga 10 kV distributionsnätverk som arbetar med en isolerad noll, är enfas jordfel tillsammans med relativt låga strömmar inte kortslutningar. Därför, när de inträffar, är det tillåtet att inte stänga av linjen under den tid som krävs för att reparera felet.

Det är dock nödvändigt att lokalisera och reparera fel så snabbt som möjligt, eftersom ett enfas jordfel kan bli ett tvåfas. Den senare är en kortslutning och kommer att inaktiveras av skydd, vilket resulterar i ett strömavbrott för användarna.

Dessutom är markskador möjliga, till exempel när en ledning går av och faller till marken, vilket är mycket farligt för människors och djurs liv. Samtidigt kan jordfel uppstå till följd av dolda skador, till exempel på grund av inre spruckna isolatorernär det inte finns några yttre tecken på kortslutning och det är mycket svårt att upptäcka visuellt. Därför har speciella enheter utvecklats - bärbara enheter som gör det lättare och snabbare att hitta skadeplatsen.

Funktionsprincipen för bärbara enheter som används i elektriska nätverk med en spänning på 10 kV, baserat på mätning av de högre harmoniska komponenterna i jordfelsströmmen.Den betydligt högre nivån av övertoner i spektrumet av jordfelsströmmar jämfört med belastningsströmmar säkerställer effektiv drift av dessa enheter.

På landsbygdens elektriska nätverk på 10 kV, enheter av typen "Sök" (upphört) och mer avancerade "Wave" och "Probe". I "Search" och "Wave" enheterna är huvudelementen en magnetisk (induktiv) sensor som detekterar utseendet (amplitudökning) av strömmens övertonskomponenter, ett filter med högre övertoner som passerar de av dem för vilka enheten är konfigurerad, tillhandahåller förstärkaren den nödvändiga signalförstärkningen och en mätanordning som producerar den resulterande signalen.

Placeringen av jordfelet i ledningen bestäms enligt följande. Om ledningsförbikopplingen börjar vid transformatorstationen, görs mätningar vid ledningsuttaget från transformatorstationen, varvid enheten placeras under ledningen. Den streckade linjen bestäms av den maximala avvikelsen för mätanordningens nål. Genom att göra mätningar vid förgreningspunkterna för den skadade ledningen bestäms den skadade grenen eller delen av stammen på samma sätt. Bakom platsen för jordfelet minskar enhetens avläsningar kraftigt, vilket bestämmer punkten för fel.

«Sond»-anordningen är en riktningsanordning, det vill säga den ger inte bara bestämning av platsen för jordfelet, utan också sökriktningen, vilket är av intresse om sökningen inte startar från transformatorstationen, utan från någon punkten på den skadade linjen. Dess funktion är baserad på en jämförelse av spännings- och strömfaserna för den 11:e övertonen (550 Hz).Därför, förutom de angivna grundelementen, har "Sonden" ett fasjämförelseorgan, och utgångsmätanordningen har en skala med noll i mitten.